BR112017000686B1 - Ferramenta de fundo de poço, método de utilização de uma ferramenta de fundo de poço, e, sistema de utilização de uma ferramenta de fundo de poço - Google Patents
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Abstract
“FERRAMENTA DE FUNDO DE POÇO, MÉTODO DE UTILIZAÇÃO DE UMA FERRAMENTA DE FUNDO DE POÇO, E, SISTEMA DE UTILIZAÇÃO DE UMA FERRAMENTA DE FUNDO DE POÇO” Ferramentas de fundo de poço que possuem pelo menos um componente feito de uma solução sólida de liga de magnésio dopado que se degrada, pelo menos parcialmente, na presença de um eletrólito, em que a liga de magnésio dopado é selecionada a partir do grupo que consiste de uma liga de magnésio dopado MG, uma liga de magnésio dopado WE, uma liga de magnésio dopado AZ, uma liga de magnésio dopado ZK, uma liga de magnésio dopado AM e qualquer combinação das mesmas.
Description
[001] A presente divulgação refere-se a ferramentas de fundo de poço usadas na indústria de gás e petróleo e, mais particularmente, a ferramentas de fundo de poço degradáveis que compreendendo soluções sólidas dopadas de liga de magnésio
[002] Na indústria do petróleo e do gás, uma ampla variedade de ferramentas de fundo de poço é utilizada dentro de poço em conexão com a produção de hidrocarbonetos ou retrabalho de um poço que se estende para dentro de uma formação subterrânea para produção de hidrocarboneto. Para exemplos, algumas ferramentas de fundo de poço, tais como tampões de fraturamento (por exemplo, tampões "Frac"), tampões ponte, e embaladores, podem ser usados para selar um componente contra o revestimento ao longo de uma parede de poço ou para isolar uma zona de pressão da formação de outra.
[003] Depois que a operação de produção ou retrabalho é completa, a ferramenta de fundo de poço tem de ser removida do poço, a fim de permitir a produção ou operações adicionais para prosseguimento sem ser impedida pela presença de a ferramenta de fundo de poço. A remoção da(s) ferramenta(s) de fundo de poço é realizada tradicionalmente por complexas operações de recuperação que envolvem fresagem ou perfuração da ferramenta de fundo de poço para recuperação mecânica. Com o intuito de facilitar tais operações, as ferramentas de fundo de poço têm sido constituídas, tradicionalmente, por materiais de metal perfurantes, tais como ferro fundido, bronze ou alumínio. Estas operações podem ser caras e demoradas, uma vez que envolvem a introdução de uma série de ferramentas (por exemplo, uma conexão mecânica à superfície) no poço, fresagem ou perfuração para fora do poço (por exemplo, quebrando um selo), e recuperando mecanicamente a ferramentas ou peças de fundo de poço destas a partir do poço para trazer para a superfície.
[004] As figuras seguintes são incluídas para ilustrar certos aspectos da presente divulgação e não devem ser vistas como modalidades exclusivas. O assunto divulgado é capaz de consideráveis modificações, alterações, combinações e equivalentes na forma e função, sem nos afastarmos do escopo desta divulgação.
[005] FIG. 1 é um sistema de poço que pode empregar um ou mais princípios da presente invenção de acordo com uma ou mais modalidades.
[006] FIG. 2 ilustra uma vista em corte transversal de uma ferramenta de fundo de poço exemplar que pode empregar um ou mais princípios da presente invenção de acordo com uma ou mais modalidades.
[007] FIG. 3 ilustra a taxa de degradação de uma solução sólida dopada de liga de magnésio de acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação.
[008] A presente divulgação diz respeito a ferramentas de fundo de poço usadas na indústria do petróleo e do gás e, mais particularmente, as ferramentas de fundo de poço degradáveis compreendendo soluções sólidas dopadas de liga de magnésio (também referido aqui simplesmente como "ligas de magnésio dopadas").
[009] Uma ou mais modalidades ilustrativas divulgadas aqui são apresentadas abaixo. Nem todas as características de uma implementação real são descritas ou mostradas neste pedido por uma questão de clareza. Entende- se que no desenvolvimento de uma modalidade real incorporando as modalidades divulgadas neste documento, inúmeras decisões específicas da implementação devem ser tomadas para alcançar as metas do desenvolvedor, tais como conformidade com restrições relacionadas ao sistema, relacionadas a litologia, relacionadas ao negócio, relacionados ao governo e outras restrições as quais variam por implementação e de tempos em tempos. Embora os esforços de um desenvolvedor possam ser complexos e demorados, tais esforços seriam, no entanto, um empreendimento de rotina para aqueles versados nesta técnica, tendo o benefício desta divulgação.
[0010] Deve-se notar que, quando "cerca de" é aqui fornecido no início de uma lista numérica, o termo "cerca de" modifica cada número da lista numérica .Em algumas listas numéricas de intervalos, alguns limites inferiores listados podem ser maiores do que alguns limites superiores listados. Um indivíduo versado na técnica reconhecerá que o subconjunto selecionado demandará a seleção de um limite superior que exceda o limite inferior selecionado. A menos que indicado de outra maneira, todos os números que expressam quantidades de ingredientes, propriedades tais como o peso molecular, condições de reação e assim por diante utilizados na relatório descritivo e nas reivindicações associadas devem ser compreendidos como sendo modificados em todos os exemplos pelo termo “cerca de.” Tal como utilizado neste documento, o termo "cerca de" engloba +/- 5% de cada valor numérico. Por exemplo, se o valor numérico é "de cerca de 80%", então ele pode ser de 80% +/- 5%, equivalente a 76% a 84%. Por conseguinte, a menos que indicado o contrário, os parâmetros numéricos estabelecidos no seguinte relatório descritivo e nas reivindicações anexas são aproximações que podem variar dependendo das propriedades desejadas se obtidas pelas modalidades exemplares descritas neste documento. Pelo menos, e não como uma tentativa de limitar a aplicação da doutrina dos equivalentes ao escopo das reivindicações, cada parâmetro numérico deve, pelo menos, ser interpretado à luz do número de dígitos significativos relatados e aplicando as técnicas de arredondamento comuns.
[0011] Embora composições e métodos sejam descritos aqui em termos de “compreendendo” vários componentes ou etapas, as composições e os métodos podem também “consistir essencialmente em” ou “consistir em” vários componentes e etapas. Quando "compreendendo" é usado em uma reivindicação, ele é aberto.
[0012] Tal como utilizado neste documento, o termo "substancialmente" significa, em grande parte, mas não necessariamente na sua totalidade.
[0013] O uso de termos direcionais, tal como acima, abaixo, superior, inferior, para cima, para baixo, esquerda, direita, furo acima, furo abaixo e semelhantes é usado em relação às modalidades ilustrativas como elas são representadas nas figuras, a direção para cima sendo em direção ao topo da figura correspondente e a direção para baixo sendo em direção ao fundo da figura correspondente, a direção para cima sendo em direção à superfície do poço e a direção furo abaixo sendo em direção ao calcanhar do poço.
[0014] As ferramentas de fundo de poço aqui descritas incluem um ou mais componentes constituídos por ligas de magnésio dopadas em uma solução sólida capaz de degradação por corrosão galvânica na presença de um eletrólito, onde a presença do dopante acelera a taxa de corrosão em comparação com a liga de magnésio similar sem um dopante. As ferramentas de fundo de poço da presente invenção podem incluir vários componentes estruturais que podem ser compostos de cada uma das ligas de magnésio aqui descritas. Por exemplo, em uma modalidade, uma ferramenta de fundo de poço pode compreender pelo menos dois componentes, cada um feito da mesma liga de magnésio dopada ou cada um feito de ligas diferentes de magnésio dopada. Em outras modalidades, a ferramenta de fundo de poço pode compreender mais de dois componentes, onde cada um que pode ser feito da mesma ou de diferentes ligas de magnésio dopadas. Além disso, não é necessário que cada componente de uma ferramenta de fundo de poço seja composta por uma liga de magnésio dopada, uma vez que a ferramenta de fundo de poço é capaz de degradação suficiente para o em uma operação de fundo de poço específica. Deste modo, um ou mais componentes da ferramenta de fundo de poço podem ter taxas de degradação diferentes com base no tipo de liga de magnésio dopada selecionado.
[0015] Tal como aqui utilizado, o termo "degradável" e todas as suas variantes gramaticais (por exemplo, "degradar", "degradação", "degradação" e semelhantes) referem-se a dissolução, a conversão galvânica ou conversão química de materiais sólidos, tais como os que resultam de integridade estrutural reduzida. Em degradação completa, perde-se a forma estrutural. As soluções sólidas de liga de magnésio dopadas descritas neste documento podem se degradar pela corrosão galvânica na presença de um eletrólito. Tal como utilizado neste documento, o termo "eletrólito" refere-se a um meio de condução que contém íons (por exemplo, um sal). O termo "corrosão galvânica" refere-se a corrosão que ocorre quando dois metais ou ligas metálicas diferentes estão em ligação elétrica um com o outro e ambos estão em contato com um eletrólito. O termo "corrosão galvânica" inclui corrosão micro galvânica. Tal como utilizado neste documento, o termo "ligação elétrica" significa que os dois metais ou ligas metálicas diferentes estão se tocando ou em estreita proximidade um do outro, de tal modo que quando em contato com um eletrólito, o eletrólito torna-se eletricamente condutor e a migração de íon ocorre entre um dos metais e o outro metal.
[0016] Em alguns casos, a degradação da liga de magnésio dopado pode ser suficiente para que as propriedades mecânicas do material sejam reduzidas a um ponto em que o material não mantenha a sua integridade e, no essencial, se desfaça ou se desagregue. As condições de degradação são, em geral, as condições do poço em um ambiente de poço onde um estímulo externo pode ser utilizado para iniciar ou efetuar a taxa de degradação. Por exemplo, um fluido que compreende o eletrólito pode ser introduzido num poço para iniciar a degradação. Em outro exemplo, o poço pode naturalmente produzir eletrólito suficiente para iniciar a degradação. O termo "ambiente de poço" refere-se a uma localização subterrânea dentro de um poço e inclui ambos os ambientes de ocorrência natural do poço e materiais ou fluidos introduzidos no ambiente do poço. A degradação dos materiais degradáveis identificados neste documento podem ser em qualquer temporalidade a partir de cerca de 4 horas (h) a cerca de 576 horas (ou cerca de 4 horas até cerca de 24 dias) desde o primeiro contato com o ambiente do poço apropriado, abrangendo qualquer valor e subconjunto entre as mesmas. Cada um destes valores é crítico para as modalidades da presente divulgação e podem depender de um número de fatores, incluindo, mas não se limitando a, liga de magnésio selecionada, dopante selecionado, a quantidade de agente dopantes selecionados e semelhantes. Em algumas modalidades, a taxa de degradação das ligas de magnésio dopadas descritas neste documento pode ser acelerada com base nas condições do poço ou as condições dos fluidos do poço (naturais ou introduzidos), incluindo a temperatura, pH, salinidade, pressão e semelhantes.
[0017] Em algumas modalidades, o eletrólito capaz de degradar as ligas de magnésio dopadas descrito neste documento pode ser um aníon halogeneto (ou seja, fluoreto, cloreto, brometo, iodeto e astateto), um sal de halogeneto, um oxoaníon (incluindo oxoaníons monoméricos e polioxoaníons) e qualquer combinação dos mesmos. Os exemplos adequados de sais de halogeneto para utilização como eletrólitos da presente divulgação podem incluir, mas não estão limitados a, um fluoreto de potássio, cloreto de potássio, brometo de potássio, iodeto de potássio, cloreto de sódio, brometo de sódio, iodeto de sódio, um fluoreto de sódio, fluoreto de cálcio, cloreto de cálcio, brometo de cálcio, iodeto de cálcio, um fluoreto de zinco, cloreto de zinco, brometo de zinco, iodeto de zinco, um fluoreto de amônio, um cloreto de amônio, um brometo de amônio, um iodeto de amônio, cloreto de magnésio, carbonato de potássio, nitrato de potássio, nitrato de sódio e qualquer combinação dos mesmos. Os oxianíons para utilização como eletrólitos da presente invenção podem ser, geralmente, representados pela fórmula AxOyz-, em que A representa um elemento químico e O é um átomo de oxigênio; x, y, e z são números inteiros entre o intervalo de cerca de 1 a cerca de 30 e pode ser ou pode não ser o mesmo número inteiro. Exemplos de oxoaníons adequados podem incluir, mas não estão limitados a carbonato, borato, nitrato, fosfato, sulfato, nitrito, clorito, hipoclorito, fosfito, sulfito, hipofosfito, hiposulfito, trifosfato e qualquer combinação dos mesmos.
[0018] Em algumas modalidades, o eletrólito pode estar presente num fluido de base aquosa, incluindo, mas não limitado a, água fresca, água salgada (por exemplo, água que contém um ou mais sais nela dissolvidos), salmoura (por exemplo, água salgada saturada), água do mar e qualquer combinação dos mesmos. Geralmente, a água no fluido de base aquosa pode ser de qualquer fonte, desde que não interfira com a degradação, pelo menos parcial, da liga de magnésio pelo eletrólito nela, formando pelo menos um componente da ferramenta de fundo de poço descrita. Em algumas modalidades, o eletrólito pode estar presente no fluido de base aquosa para contatar a liga de magnésio numa formação subterrânea até à saturação, a qual pode variar dependendo do sal de magnésio e do fluido de base aquosa selecionado. Em outras modalidades, o eletrólito pode estar presente no fluido de base aquosa para contatar a liga de magnésio numa formação subterrânea numa quantidade no intervalo de desde cerca de 0,01% a cerca de 30%, em peso, do fluido de tratamento, abrangendo qualquer valor e subconjunto entre os mesmos. Cada um destes valores é crítico para as modalidades da presente divulgação e podem depender de um número de fatores incluindo, mas não limitado a, composição da liga de magnésio dopada, parte da ferramenta de perfuração composta da liga de magnésio dopada, tipo de eletrólito selecionado, outras condições do ambiente do poço e semelhantes. Tal como utilizado neste documento, o termo "degradar pelo menos parcialmente" ou "degrada parcialmente" refere-se à ferramenta ou componente se degradando, pelo menos, até ao ponto em que cerca de 20% ou mais da massa das ferramentas ou componentes se degrada.
[0019] Com referência à FIG. 1, um sistema de poço exemplar 110 para uma ferramenta de fundo de poço 100 é ilustrado. Como representado, uma torre 112 com um piso de plataforma 114 está posicionada sobre a superfície da terra 105. Um poço 120 está posicionado abaixo da torre 112 e o piso da plataforma 114 e estende-se para a formação subterrânea 115. Como mostrado, o poço pode ser alinhado com o revestimento 125 que é cimentado no lugar com cimento 127. Será apreciado que, embora a FIG. 1 descreva o poço 120 possuindo um revestimento 125 sendo cimentada no lugar com cimento 127, o poço 120 podem ser revestidos total ou parcialmente e total ou parcialmente cimentados (por exemplo, o revestimento total ou parcialmente abrange o poço e podem ou não podem ser totalmente ou parcialmente cimentados no lugar), sem nos afastarmos do âmbito da presente divulgação. Além disso, o poço 120 pode ser um poço aberto. Uma série de ferramentas 118 estende-se a partir da torre 112 e o piso da plataforma 114 para baixo para dentro do poço 120. A série de ferramentas 118 pode ter qualquer conexão mecânica à superfície, tal como, por exemplo, cabo, corda de piano, tubo articulado, ou tubo enrolado. Como representado, a série de ferramentas 118 suspende a ferramenta de fundo de poço100 para a colocação dentro do poço 120 em uma localização desejada para executar uma operação específica poço abaixo. Exemplos de tais operações poço abaixo podem incluir, mas não estão limitados a, uma operação de estimulação, uma operação de acidificação, uma operação ácido-fraturamento, uma operação de controle de areia, uma operação de fratura, uma operação de embalagem Frac, uma operação de reparação, uma operação de perfuração, uma operação de consolidação próxima ao poço, uma operação de perfuração, uma operação de acabamento, e qualquer combinação das mesmas.
[0020] Em algumas modalidades, a ferramenta de perfuração 100 pode compreender um ou mais componentes, um ou todos dos quais podem ser compostos por uma solução sólida de liga de magnésio dopada degradável (isto é, toda a, ou pelo menos uma porção da, ferramenta de perfuração 100 pode ser composta por uma liga de magnésio descrita neste documento). Em algumas modalidades, a ferramenta de perfuração 100 pode ser qualquer tipo de dispositivo de isolamento do poço capaz de selar fluidamente duas seções do furo de poço 120 uma da outra e manter pressão diferencial (isto é, para isolar uma zona de pressão uma da outra). O dispositivo de isolamento do poço pode ser utilizado em contato direto com a face da formação do poço, com a coluna de revestimento, com uma tela de arame ou de malha e outros semelhantes. Exemplos de dispositivos de isolamento do poço adequados podem incluir, mas não estão limitados a, um plugue Frac, uma bola Frac, uma bola de configuração, um plugue de ponte, um obturador de poço, um plugue limpador, um plugue de cimento, um plugue de base de cano, um plugue de tela de areia, um plugue de dispositivo de controle de influxo (CID), um plugue de CID autônomo, uma seção de tubo, uma coluna de tubulação e qualquer combinação dos mesmos. Em algumas modalidades, a ferramenta de perfuração 100 pode ser uma ferramenta de realização, uma ferramenta de perfuração, uma ferramenta de teste, uma ferramenta slickline, uma ferramenta de rede fixa, uma ferramenta autônoma, um tubo transportado de ferramenta de perfuração e qualquer combinação dos mesmos. A ferramenta de fundo de poço 100 pode ter um ou mais componentes feitos da liga de magnésio dopado incluindo, mas não limitado a, mandril de um obturador ou plugue, um anel espaçador, um deslizador, uma cunha, um anel de retenção, um limitador de extrusão ou sapata de apoio, uma luva de orientação, uma bola, um dobrador, um assento de bola, uma luva, um compartimento da arma perfuração, um dardo de cimento, um limpador de dardo, um elemento de vedação, uma cunha, um bloco de deslizamento (por exemplo, para evitar que mangas de deslizamento realizem tradução), uma ferramenta de perfilagem, um compartimento, um mecanismo de liberação, uma ferramenta de bombeamento, um plugue de dispositivo de controle de entrada, um plugue dispositivo de controle de entrada autônomo, um acoplamento, um conector, um suporte, um gabinete, uma gaiola, um corpo de deslizamento, uma sapata cônica ou qualquer outra ferramenta de fundo de poço ou seu componente.
[0021] As ligas de magnésio dopado para utilização na formação de um primeiro ou segundo (ou adicional) componentes da ferramenta de perfuração 100 podem estar na forma de uma solução sólida. Tal como utilizado neste documento, o termo "solução sólida" refere-se a uma liga que é formada a partir de uma única fundição em que todos os componentes na liga (por exemplo, uma liga de magnésio) são fundidos em conjunto num processo de derretimento. O que foi fundido pode ser, posteriormente, extrudado, forjado, transportado ou trabalhado. De preferência, o magnésio e o pelo menos um outro ingrediente (por exemplo, o dopante, metais de terra raros ou outros materiais, como discutido abaixo) estão uniformemente distribuídos ao longo da liga de magnésio, embora inclusões intra-granulares posam também estar presentes, sem nos afastarmos do escopo da presente divulgação. É para ser entendido que algumas pequenas variações na distribuição de partículas de magnésio e o pelo menos um outro ingrediente podem ocorrer, mas que é preferível que a distribuição seja tal que uma solução sólida da liga de metal ocorra. Em algumas modalidades, o magnésio e pelo menos um outro ingrediente de ligas de magnésio dopado descritos neste documento estejam numa solução sólida, em que a adição de um dopante resulte em formação de inclusões intra-granulares.
[0022] O dopante está em solução com a liga de magnésio para formar as ligas de magnésio dopadas da presente divulgação. Durante a fabricação, o dopante pode ser adicionado como parte de uma liga principal. Por exemplo, o dopante pode ser adicionado a um dos elementos de liga antes da mistura de todas as outras ligas e magnésio. Por exemplo, durante a fabricação de uma liga de AZ, discutido em detalhe abaixo, o dopante (por exemplo, Ferro) pode ser dissolvido em alumínio, seguido por mistura com o restante da liga, magnésio e outros componentes, se presentes. Quantidades adicionais de alumínio podem ser adicionadas após dissolução do dopante, bem como, sem se afastar do âmbito da presente divulgação, a fim de se conseguir a composição desejada. Dopantes adequados para utilização na formação das ligas de magnésio dopado descritas neste documento podem incluir, mas não estão limitados a, ferro, cobre, níquel, crômio, cobalto, carbono, prata, ouro, paládio, e qualquer combinação dos mesmos. Em algumas modalidades, ferro, cobre, níquel, e qualquer combinação dos mesmos, podem ser um dopante preferido.
[0023] Em algumas modalidades, a liga de magnésio dopada que forma, pelo menos, um dos primeiros componentes ou os segundos componentes (ou quaisquer outros componentes) de uma ferramenta de perfuração 100 pode ser uma liga dopada de magnésio MG, uma liga de magnésio dopado WE, uma liga de magnésio dopado AZ, uma liga de magnésio dopado AM ou uma liga de magnésio dopado ZK. Tal como definido neste documento, um "liga de magnésio dopado MG" é uma liga que compreende, pelo menos, magnésio, dopante e material suplementar opcional, tal como definido neste documento; uma "liga de magnésio dopado WE" é uma liga que compreende pelo menos um metal de terras raro, magnésio, dopante e material suplementar opcional, tal como definido neste documento; uma "liga de magnésio dopado AZ" é uma liga que compreende, pelo menos, alumínio, zinco, magnésio, dopante e material suplementar opcional, tal como definido neste documento; um "magnésio dopado AM" é uma liga que compreende, pelo menos, alumínio, manganês, magnésio, dopante e material suplementar opcional, tal como definido neste documento; e uma "liga de magnésio ZK" é uma liga que compreende pelo menos zinco, zircônio, magnésio, dopante e material suplementar opcional, tal como definido neste documento. Consequentemente, qualquer uma ou todas da liga de magnésio dopado MG, liga de magnésio dopado WE, liga de magnésio dopado AZ, liga de magnésio dopado AM ou liga de magnésio dopado ZK pode compreender um material complementar, ou podem não compreender material suplementar, sem se afastar do âmbito da presente divulgação.
[0024] Como será discutido mais detalhadamente com referência a uma ferramenta fundo de poço 100 exemplar na FIG. 2, cada componente metálico da ferramenta de fundo de poço 100 pode ser feita de um tipo de liga de magnésio dopada ou diferentes tipos de ligas de magnésio dopadas. Por exemplo, alguns componentes podem ser feitos de uma liga de magnésio dopada com uma taxa de degradação retardada em comparação com um outro componente feito de uma liga diferente de magnésio dopada para assegurar que certas porções da ferramenta de fundo de poço 100 degradam antes de outras porções.
[0025] As ligas de magnésio dopadas aqui descritos exibem uma maior taxa de degradação em relação a ligas de magnésio não-dopadas devido à sua composição específica, a presença do dopante, a presença de inclusões de inter-granulares, ou ambas. Por exemplo, a concentração de zinco de uma liga de magnésio ZK pode variar de grão para grão na liga, a qual produz uma variação inter-granular no potencial galvânico. Como outro exemplo, o dopante em uma liga de magnésio AZ dopada pode conduzir à formação de inclusões de inter-granulares, onde as inclusões inter-granulares têm um potencial galvânico ligeiramente diferente do que os grãos na liga. Estas variações no potencial galvânico podem resultar em um aumento da corrosão, tal como discutido em maiores detalhes a seguir e representado na FIG. 3.
[0026] As ligas de magnésio dopado descritas neste documento podem ainda compreender uma quantidade de material, denominado "material suplementar", que é definido como não sendo os elementos químicos primários da liga de magnésio ou o dopante. Este material suplementar pode incluir, mas não está limitado a, materiais desconhecidos, impurezas, aditivos (por exemplo, Aqueles propositadamente incluídos para ajudar nas propriedades mecânicas), e qualquer combinação dos mesmos. O material suplementar minimamente, se tanto, afeta aceleração da taxa de corrosão da liga de magnésio dopado. Por conseguinte, o material suplementar pode, por exemplo, inibir a taxa de corrosão ou não ter efeito sobre a mesma. Tal como definido neste documento, o termo "minimamente" com referência ao efeito da taxa de aceleração refere-se a um efeito de não mais do que cerca de 5%, em comparação com nenhum material suplementar estar presente. Este material suplementar, discutido em maior detalhe abaixo, pode entrar nas ligas de magnésio dopados da presente invenção, devido à transição natural a partir de matérias-primas, a oxidação de magnésio ou outros elementos, os processos de fabricação (por exemplo, processos de fundição, processos de derretimento, processo de liga, e semelhantes), ou semelhantes. Alternativamente, ao material suplementar podem ser incluídos aditivos intencionalmente colocados na liga de magnésio dopado para conferir uma qualidade benéfica para a liga, como discutido abaixo. Geralmente, o material suplementar está presente nas ligas de magnésio dopado descritas neste documento numa quantidade de menos do que cerca de 10%, em peso, da liga de magnésio dopado, incluindo nenhum material suplementar (ou seja, 0%).
[0027] Concentrações de magnésio em cada uma das ligas de magnésio dopado descritos neste documento podem variar, dependendo das propriedades desejadas da liga. Além disso, o tipo de liga de magnésio dopado (por exemplo, MG, WE, AZ, ZK, e AM) influencia a quantidade desejada de magnésio. Além disso, a quantidade de magnésio, bem como outros metais, dopantes e/ou outros materiais podem afetar a resistência à tração, tensão de rendimento, alongamento, propriedades térmicas, as características de fabricação, propriedades de corrosão e semelhantes.
[0028] As ligas de magnésio MG dopados da presente invenção compreendem magnésio numa quantidade no intervalo de desde cerca de 85% a cerca de 99,95% em peso, da liga de magnésio dopado MG, abrangendo qualquer valor e subconjunto entre as mesmas. Além disso, a liga de magnésio MG dopado compreende um agente dopante na quantidade no intervalo de desde cerca de 0,05% a cerca de 15%, em peso, da liga de magnésio dopado MG. Por fim, as ligas de magnésio dopados MG da presente invenção podem compreender material complementar, tal como acima definido e discutido abaixo, numa quantidade no intervalo de desde cerca de 0% a cerca de 10%, em peso, da liga MG magnésio dopado, abrangendo qualquer valor e subconjuntos entre si. Isto é, em alguns casos, a liga de magnésio dopado MG compreende qualquer material suplementar.
[0029] Um exemplo específico de uma liga de magnésio MG dopado para utilização na formação de, pelo menos, um componente de uma ferramenta de perfuração de acordo com as modalidades descritas neste documento compreende de 85% a 99,95% de magnésio do peso da liga de magnésio MG dopado, de 0,05% a 15% de agente dopante do peso da liga de magnésio MG dopada e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado MG. Em outro exemplo, a liga de magnésio MG dopado compreende 85% a 99,95% de magnésio, em peso, da liga de magnésio MG dopado, de 0,05% a 5% de dopante do peso da liga de magnésio dopado MG e 0% a 10% de material suplementar de peso da liga de magnésio dopado MG. Em modalidades preferidas, o dopante é de ferro, níquel, cobre e qualquer combinação dos mesmos. Os dopantes são discutidos em maior detalhe abaixo.
[0030] As ligas de magnésio WE dopados da presente invenção podem compreender magnésio numa quantidade no intervalo de desde cerca de 40% a cerca de 98,95% em peso, da liga de magnésio dopado WE, abrangendo qualquer valor e subconjunto entre as mesmas. A liga de magnésio dopado WE pode ainda compreender um metal de terras raro em uma quantidade no intervalo de desde cerca de 1% a cerca de 15%, em peso, da liga de magnésio dopado WE, abrangendo qualquer valor e subconjunto dos mesmos. O metal das terras raras pode ser selecionado a partir do grupo consistindo em escândio, lantânio, cério, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio, gadolínio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio, lutécio, ítrio e qualquer combinação dos mesmos. Em modalidades preferidas, o metal de terras raro é composto de ítrio. Além disso, a liga de magnésio WE dopado pode compreender um agente dopante na quantidade no intervalo de desde cerca de 0,05% a cerca de 15%, em peso, da liga de magnésio dopado WE. Por fim, as ligas de magnésio dopados WE da presente invenção podem compreender material complementar, tal como acima definido e discutido abaixo, numa quantidade no intervalo de desde cerca de 0% a cerca de 10%, em peso, da liga WE magnésio dopado, abrangendo qualquer valor e subconjuntos entre si. Isto é, em alguns casos, a liga de magnésio dopado WE compreende qualquer material suplementar.
[0031] Um exemplo específico de uma liga de magnésio WE dopado para utilização na formação de, pelo menos, um componente de uma ferramenta de perfuração de acordo com as modalidades descritas neste documento compreende de 40% a 98,95% de magnésio do peso da liga de magnésio WE dopado, 1% a 15% de magnésio do peso da liga de magnésio WE dopado, de 0,05% a 15% de agente dopante do peso da liga de magnésio WE dopada e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado WE. Como outro exemplo específico de uma liga de magnésio WE dopado da presente divulgação compreende de 40% a 98,95% de magnésio do peso da liga de magnésio WE dopado, 1% a 15% de magnésio do peso da liga de magnésio WE dopado, de 0,5% a 5% de agente dopante do peso da liga de magnésio WE dopada e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado WE.
[0032] Como ainda um outro exemplo específico de uma liga de magnésio dopado WE para utilização na formação de, pelo menos, um componente de uma ferramenta de perfuração de acordo com as modalidades descritas neste documento, compreende 88% a 95% de magnésio do peso da liga de magnésio dopado WE, 3% a 5% de ítrio, em peso, da liga de magnésio dopado WE, 2% a 5% de um metal de terra rara que não é ítrio, em peso, da liga de WE magnésio dopado, e 0,05% a 5% de dopante, em peso, da liga de magnésio dopado WE. Como outro exemplo específico, a liga de magnésio dopado WE para utilização na formação de, pelo menos, um componente de uma ferramenta de perfuração de acordo com as modalidades descritas neste documento, compreende 86,6% a 90,6% de magnésio do peso da liga de magnésio WE dopado, cerca de 4% de ítrio do peso da liga de magnésio dopado WE, cerca de 4% de um metal de terra rara que não é ítrio do peso da liga de magnésio dopado WE, 1% a 5% de dopante selecionado do grupo que consiste em ferro, níquel, cobre e qualquer combinação dos mesmos do peso da liga de magnésio dopado WE e material suplementar, de cerca de 0,4% de zircónio do peso da liga de magnésio dopado WE.
[0033] A ligas de magnésio dopado AZ da presente divulgação podem compreender magnésio numa quantidade no intervalo de desde cerca de 57,3% a cerca de 98,85% de magnésio do peso da liga de magnésio dopado AZ, abrangendo qualquer valor e subconjunto entre as mesmas. A liga de magnésio dopado AZ pode ainda compreender alumínio em uma quantidade no intervalo de desde cerca de 1% a cerca de 12,7%, em peso, da liga de magnésio dopado AZ, abrangendo qualquer valor e subconjunto dos mesmos. A liga de magnésio dopado AZ pode ainda compreender um metal de terras raro em uma quantidade no intervalo de desde cerca de 0,1% a cerca de 5%, em peso, da liga de magnésio dopado AZ, abrangendo qualquer valor e subconjunto dos mesmos. Além disso, a liga de magnésio AZ dopado pode compreender um agente dopante na quantidade no intervalo de desde cerca de 0,05% a cerca de 15%, em peso, da liga de magnésio dopado WE. Por fim, as ligas de magnésio dopados AZ da presente invenção podem compreender material complementar, tal como acima definido e discutido abaixo, numa quantidade no intervalo de desde cerca de 0% a cerca de 10%, em peso, da liga magnésio dopado AZ, abrangendo qualquer valor e subconjuntos entre si. Isto é, em alguns casos, a liga de magnésio dopado AZ compreende qualquer material suplementar.
[0034] Um exemplo específico de uma liga de magnésio dopado AZ para uso em formação de, pelo menos, um componente de uma ferramenta de perfuração de acordo com as formas de realização descritas neste documento compreende 57,3% a 98,85% de magnésio do peso da liga de magnésio dopado AZ, 1% a 12,7% de alumínio do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,1% a 5% de zinco do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,05% a 15% de agente dopante do peso da liga de magnésio dopado AZ, e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado AZ. Como outro exemplo específico, a liga de magnésio dopado AZ da presente invenção compreende 57,3% a 98,85% de magnésio do peso da liga de magnésio dopado AZ, 1% a 12,7% de alumínio do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,1% a 5% de zinco do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,5% a 5% de dopante do peso da liga de magnésio dopado AZ e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado AZ.
[0035] Em outras modalidades, a liga de magnésio dopado AZ compreende 57,3% a 98,85% de magnésio do peso da liga de magnésio dopado AZ, 3% a 10% de alumínio do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,1% a 5% de zinco do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,05% a 15% de agente dopante do peso da liga de magnésio dopado AZ e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado AZ. Em algumas modalidades, a liga de magnésio dopado AZ compreende 57,3% a 98,85% de magnésio do peso da liga de magnésio dopado AZ, 3% a 10% de alumínio do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,1% a 5% de zinco do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,5% a 5% de dopante do peso da liga de magnésio dopado AZ e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado AZ.
[0036] Outro exemplo específico de uma liga de magnésio dopado AZ para uso como componente de ferramentas de fundo de poço, descrita neste documento, compreende 57,3% a 98,85% de magnésio do peso da liga de magnésio dopado AZ, 1% a 12,7% de alumínio do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,1% a 3% de zinco do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,05% a 15% de agente dopante do peso da liga de magnésio dopado AZ, e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado AZ. Em outras modalidades, a liga de magnésio dopado AZ compreende 57,3% a 98,85% de magnésio do peso da liga de magnésio dopado AZ, 1% a 12,7% de alumínio do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,1% a 3% de zinco do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,5% a 5% de agente dopante do peso da liga de magnésio dopado AZ e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado AZ.
[0037] Outro exemplo específico da liga de magnésio dopado AZ compreende 57,3% a 98,85% de magnésio do peso da liga de magnésio dopado AZ, 3% a 10% de alumínio do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,1% a 3% de zinco do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,05% a 15% de agente dopante do peso da liga de magnésio dopado AZ e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado AZ. Adicionalmente, a liga de magnésio dopado AZ, em algumas modalidades, compreende 57,3% a 98,85% de magnésio do peso da liga de magnésio dopado AZ, 3% a 10% de alumínio do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,1% a 3% de zinco do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,5% a 5% de dopante do peso da liga de magnésio dopado AZ e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado AZ. Em outras modalidades, a liga de magnésio dopado AZ compreende 87% a 97% de magnésio do peso da liga de magnésio dopado AZ, 3% a 10% de alumínio do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,3% a 3% de zinco do peso da liga de magnésio dopado AZ, de 0,05% a 5% de agente dopante do peso da liga de magnésio dopado AZ.
[0038] Numa outra modalidade, a liga de magnésio dopado AZ compreende cerca de 88,5% de magnésio do peso da liga de magnésio dopado AZ, cerca de 9% de alumínio do peso da liga de magnésio dopado AZ, cerca de 0,7% de zinco do peso da liga de magnésio dopado AZ, cerca de 1% a cerca de 5% de dopante selecionado a partir do grupo que consiste em ferro, níquel, cobre e qualquer combinação dos mesmos do peso da liga de magnésio AZ dopado, material suplementar de cerca de 0,2% de manganês do peso da liga de magnésio AZ dopado e cerca de 0,3% de material suplementar de silício do peso da liga de magnésio AZ dopado. Em ainda outra modalidade, a liga de magnésio dopado AZ compreende cerca de 94,5% de magnésio do peso da liga de magnésio dopado AZ, cerca de 3% de alumínio do peso da liga de magnésio dopado AZ, cerca de 1% de zinco do peso da liga de magnésio dopado AZ, cerca de 1% a cerca de 5% de dopante selecionado a partir do grupo que consiste em ferro, níquel, cobre e qualquer combinação dos mesmos do peso da liga de magnésio AZ dopado e cerca de 0,3% de material suplementar de manganês do peso da liga de magnésio dopado AZ.
[0039] As ligas de magnésio dopados ZK da presente divulgação podem compreender magnésio numa quantidade no intervalo de desde cerca de 58% a cerca de 98,95% em peso, da liga de magnésio dopado ZK, abrangendo qualquer valor e subconjunto entre as mesmas. A liga de magnésio dopado ZK pode ainda compreender um metal de terras raro em uma quantidade no intervalo de desde cerca de 1% a cerca de 12%, em peso, da liga de magnésio dopado ZK, abrangendo qualquer valor e subconjunto dos mesmos. A liga de magnésio dopado ZK pode ainda compreender um metal de terras raro em uma quantidade no intervalo de desde cerca de 0,01% a cerca de 5%, em peso, da liga de magnésio dopado ZK, abrangendo qualquer valor e subconjunto dos mesmos. Além disso, a liga de magnésio ZK dopado pode compreender um agente dopante na quantidade no intervalo de desde cerca de 0,05% a cerca de 15%, em peso, da liga de magnésio dopado ZK. Por fim, as ligas de magnésio dopados ZK da presente invenção podem compreender material complementar, tal como acima definido e discutido abaixo, numa quantidade no intervalo de desde cerca de 0% a cerca de 10%, em peso, da liga magnésio dopado ZK, abrangendo qualquer valor e subconjuntos entre si. Isto é, em alguns casos, a liga de magnésio dopado ZK compreende qualquer material suplementar.
[0040] Um exemplo específico de uma liga de magnésio ZK dopado para utilização na formação de, pelo menos, um componente de uma ferramenta de perfuração de acordo com as modalidades descritas neste documento compreende de 58% a 98,95% de magnésio do peso da liga de magnésio ZK dopado, 1% a 12% de zinco do peso da liga de magnésio dopado ZK, 0,01% a 5% de zircônio do peso da liga de magnésio dopado ZK, de 0,05% a 15% de agente dopante do peso da liga de magnésio ZK dopada e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado ZK. Como outro exemplo específico, as ligas de magnésio dopado WE da presente divulgação compreendem de 58% a 98,95% de magnésio do peso da liga de magnésio ZK dopado, 1% a 12% de zinco do peso da liga de magnésio dopado ZK, 0,01% a 5% de zircônio do peso da liga de magnésio dopado ZK, de 0,5% a 5% de agente dopante do peso da liga de magnésio ZK dopada e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado ZK.
[0041] Em outras modalidades, as ligas de magnésio dopado ZK compreendem de 58% a 98,95% de magnésio do peso da liga de magnésio ZK dopado, 3% a 8% de zinco do peso da liga de magnésio dopado ZK, de 0,01% a 5% de zircônio do peso da liga de magnésio dopado ZK, de 0,05% a 15% de agente dopante do peso da liga de magnésio ZK dopada e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado ZK. Em algumas modalidades, as ligas de magnésio dopado ZK compreendem de 58% a 98,95% de magnésio do peso da liga de magnésio ZK dopado, 3% a 8% de zinco do peso da liga de magnésio dopado ZK, de 0,01% a 5% de zircônio do peso da liga de magnésio dopado ZK, de 0,5% a 5% de agente dopante do peso da liga de magnésio ZK dopada e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado ZK. A liga de magnésio dopado ZK, em outras modalidades, compreende de 88% a 96% de magnésio em peso da liga de magnésio ZK dopada, de 2% a 7% de zinco em peso da liga de magnésio ZK dopada, de 0,45% a 3% de zircônio em peso da liga de magnésio ZK dopada e de 0,05% a 5% de dopante em peso da liga de magnésio ZK dopada.
[0042] Numa outra modalidade, a liga de magnésio dopado ZK compreende cerca de 91,9% de magnésio, em peso, da liga de magnésio dopado ZK, cerca de 5,9% de zinco, em peso, da liga magnésio dopado ZK, cerca de 0,2% de zircônio, em peso, da liga de magnésio dopado ZK, e cerca de 2% de agente dopante selecionado a partir do grupo que consiste em cobre, níquel, ferro, e qualquer combinação dos mesmos, em peso, da liga de magnésio dopado ZK. Noutra modalidade específica, a liga de magnésio dopado ZK para utilização nas modalidades da presente invenção compreende 89,9% de magnésio, em peso, da liga de magnésio dopado ZK, 3,2% de zinco, em peso, da liga de magnésio dopado ZK, 0,6% de zircônio, em peso da liga de magnésio dopado ZK e 6,3% de agente dopante selecionado a partir do grupo que consiste em cobre, níquel, ferro, e qualquer combinação dos mesmos, em peso, da liga de magnésio dopado ZK.
[0043] As ligas de magnésio dopados AM da presente divulgação podem compreender magnésio numa quantidade no intervalo de desde cerca de 61% a cerca de 97,85% em peso, da liga de magnésio dopado AM, abrangendo qualquer valor e subconjunto entre as mesmas. A liga de magnésio dopado AM pode ainda compreender alumínio em uma quantidade no intervalo de desde cerca de 2% a cerca de 10%, em peso, da liga de magnésio dopado AM, abrangendo qualquer valor e subconjunto dos mesmos. A liga de magnésio dopado AM pode ainda compreender um manganês em uma quantidade no intervalo de desde cerca de 0,1% a cerca de 4%, em peso, da liga de magnésio dopado AM, abrangendo qualquer valor e subconjunto dos mesmos. Além disso, a liga de magnésio AM dopado pode compreender um agente dopante na quantidade no intervalo de desde cerca de 0,05% a cerca de 15%, em peso, da liga de magnésio dopado AM. Por fim, as ligas de magnésio dopados AM da presente invenção podem compreender material complementar, tal como acima definido e discutido abaixo, numa quantidade no intervalo de desde cerca de 0% a cerca de 10%, em peso, da liga magnésio dopado AM, abrangendo qualquer valor e subconjuntos entre si. Isto é, em alguns casos, a liga de magnésio dopado AM compreende qualquer material suplementar.
[0044] Em algumas modalidades, a liga de magnésio dopado AM compreende 61% a 97,85% de magnésio do peso da liga de magnésio dopado AM, 2% a 10% de alumínio do peso da liga de magnésio dopado AM, de 0,1% a 4% de manganês do peso da liga de magnésio dopado AM, de 0,05% a 15% de agente dopante do peso da liga de magnésio dopado AM e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado AM. Em algumas modalidades, um exemplo específico de uma liga de magnésio dopado AM para uso nas modalidades da presente divulgação compreende 61% a 97,85% de magnésio do peso da liga de magnésio dopado AM, 2% a 10% de alumínio do peso da liga de magnésio dopado AM, de 0,1% a 4% de manganês do peso da liga de magnésio dopado AM, de 0,05% a 5% de agente dopante do peso da liga de magnésio dopado AM e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado AM. Em outras modalidades, a liga de magnésio dopado AM compreende 87% a 97,85% de magnésio do peso da liga de magnésio dopado AM, 2% a 10% de alumínio do peso da liga de magnésio dopado AM, de 0,1% a 4% de zinco do peso da liga de magnésio dopado AM, de 0,5% a 5% de dopante do peso da liga de magnésio dopado AM e de 0% a 10% de material suplementar do peso da liga de magnésio dopado AM.
[0045] Numa outra modalidade específica, a liga de magnésio dopado AM para utilização em modalidades da presente invenção compreende cerca de 91,4% de magnésio, em peso, da liga de magnésio dopado AM, cerca de 6% de alumínio, em peso, da liga de magnésio dopado AM, cerca de 0,2% manganês, em peso, da liga de magnésio dopado AM, cerca de 2% de agente dopante selecionado a partir do grupo que consiste em cobre, níquel, ferro, e qualquer combinação dos mesmos, em peso, da liga de magnésio dopado AM, cerca de 0,2% de material suplementar de silício, em peso, da liga de magnésio dopado AM e cerca de 0,2% do material suplementar de zinco, em peso, da liga de magnésio dopado AM.
[0046] Os vários materiais suplementares que podem ser incluídos nas ligas de magnésio dopado descritas neste documento, podem ser produtos de reação natural ou de transição de matéria-prima. Exemplos de tais materiais suplementares naturais podem incluir, mas não estão limitados a, óxidos (por exemplo, óxido de magnésio), nitretos (por exemplo, nitreto de magnésio), sódio, potássio, hidrogênio e semelhantes, e qualquer combinação dos mesmos. Em outras modalidades, os materiais suplementares podem ser intencionalmente incluídos nas ligas de magnésio dopado descritas neste documento para conferir uma qualidade desejada. Por exemplo, em algumas modalidades, os materiais suplementares intencionalmente incluídos podem incluir, mas não estão limitados a, um agente de reforço, um retardador de corrosão, um acelerador de corrosão, um agente de reforço (ie., para aumentar a resistência ou rigidez, incluindo, mas não limitado a, uma fibra, um particulado, um tecido de fibra, e semelhantes, e suas combinações), silício, cálcio, lítio, manganésio, estanho, chumbo, tório, zircônio, berílio, cério, praseodímio, ítrio e semelhantes e qualquer combinação dos mesmos. Embora alguns destes materiais suplementares se sobrepõe com os elementos principais de uma liga de magnésio dopado em particular, eles não são considerados materiais suplementares, a menos que eles não sejam um elemento principal da liga de magnésio dopado em que estão incluídos. Estes materiais suplementares intencionalmente colocados podem, entre outras coisas, fornecer melhores propriedades mecânicas da liga de magnésio dopado em que estão incluídas.
[0047] Cada valor para os elementos primários das ligas de magnésio dopado, dopante e material suplementar descrito acima é crítico para utilização nas modalidades da presente descrição e podem depender de um número de fatores, incluindo, mas não limitado a, o tipo de ferramenta de perfuração e componente(s) formados a partir da liga magnésio dopado, o tipo e quantidade de agente dopante selecionado, a inserção e o tipo de material suplementar, a quantidade de material suplementar, a taxa de degradação desejada, as condições da formação subterrânea em que a ferramenta de fundo de poço é utilizada e semelhantes.
[0048] Em algumas modalidades, a taxa de degradação das ligas de magnésio dopado descritas neste documento pode estar no intervalo de desde cerca de 1% a cerca de 100% da sua massa total por cerca de 24 horas numa solução de eletrólitos 3% (por exemplo, cloreto de potássio num fluido aquoso) a cerca de 93°C (200°F). Em outras modalidades, a velocidade de dissolução da liga de magnésio dopado pode estar no intervalo de desde cerca de 1 miligrama por centímetro quadrado (mg/cm2) a cerca de 2000 mg/cm2 por cerca de uma hora numa solução de eletrólito a 15% (por exemplo, um sal de halogeneto, tal como cloreto de potássio ou cloreto de sódio, num fluido aquoso) a cerca de 93°C (200°F), abrangendo qualquer valor e subconjunto entre os mesmos.
[0049] Será apreciado por um versado na técnica na que o sistema de poço 110 da FIG. 1 é meramente um exemplo de uma grande variedade de sistemas de poços, nos quais os princípios da presente divulgação podem ser utilizados. Por conseguinte, será apreciado que os princípios desta divulgação não são limitados necessariamente a qualquer um dos detalhes representado no sistema de poço 110, ou os vários componentes dos mesmos, representado nos desenhos ou aqui descritos de outra forma. Por exemplo, não é necessário de acordo com os princípios dessa divulgação para o poço 120, incluir uma seção geralmente vertical de revestimento. O sistema de poço 110 podem ser empregado, igualmente, em poços verticais e/ou desviados, sem nos afastarmos do âmbito da presente divulgação. Além disso, não é necessário para uma única ferramenta de fundo de poço 100 ser suspensa a partir da série de ferramentas 118.
[0050] Além disso, não é necessário para a ferramenta de fundo de poço 100 ser baixada para dentro do poço 120 usando a torre 112. Em vez disso, qualquer outro tipo de dispositivo adequado para baixar a ferramenta de fundo de poço 100 dentro do poço 120 para a colocação em uma localização desejada, ou usa desta para executar uma operação furo abaixo pode ser utilizada sem se sair do âmbito da presente divulgação, tais como, por exemplo, plataformas móveis para sondagem, unidades manutenção do poço, e outros semelhantes. Embora não representada, a ferramenta de fundo de poço 100 pode, alternativamente, ser bombeada hidraulicamente para dentro do poço e, portanto, não precisa da série de ferramentas 118 para entrega dentro do poço 120.
[0051] Agora fazendo referência à FIG. 2, com referência continuada à FIG. 1, um tipo específico de ferramenta de fundo de poço 100 aqui descrita aqui como um dispositivo de isolamento de poço tampão Frac para uso durante uma operação de estimulação/fraturamento de poço. A FIG. 2 ilustra uma vista em corte transversal de um tampão Frac exemplar 200 sendo baixado em um poço 120 em uma série de ferramentas 118. Como mencionado anteriormente, o tampão Frac 200 compreende geralmente um corpo 210 e um elemento de vedação 285. O elemento de selagem 285, tal como ilustrado, compreende um elemento de vedação superior 232, um elemento de vedação do centro 234 e um elemento de vedação inferior 236. Será apreciado que, embora o elemento de vedação 285 seja mostrado como possuindo três porções (por exemplo, o elemento de vedação superior 232, elemento de vedação do centro 234 e o elemento de vedação inferior 236), qualquer outro número de porções, ou uma única porção, podem também ser empregada sem afastamento do âmbito da presente divulgação.
[0052] Como representado, o elemento de vedação 285 se estende em torno do corpo 210; no entanto, pode estar em qualquer outra configuração adequada para permitir que o elemento de vedação 285 forme um vedante de fluido no poço 120, sem nos afastarmos do âmbito da presente divulgação. Por exemplo, em algumas modalidades, o corpo pode compreender duas secções unidas pelo elemento de vedação, de tal modo que as duas secções do corpo comprimido permitem que o elemento de vedação faça uma vedação fluída no poço 120. Outras configurações são também adequadas para a utilização nas modalidades aqui descritas. Além disso, embora o elemento de vedação 285 seja descrito como estando localizado numa seção central do corpo 210, será apreciado que possa estar localizado em qualquer local ao longo do comprimento do corpo 210, sem nos afastarmos do escopo da presente divulgação.
[0053] O corpo 210 do plugue de fraturamento 200 compreende um furo de fluxo axial 205 que se estende através da mesma. Uma gaiola 220 é formada na extremidade superior do corpo 210 para reter uma esfera 225 que atua como uma válvula de retenção unidirecional. Em particular, a esfera 225 veda a furo de fluxo 205 para evitar o fluxo através da mesma para baixo, mas permite o fluxo no sentido ascendente através da furo de fluxo 205. Uma ou mais abas 240 são montadas em torno do corpo 210 por baixo do elemento de vedação 285. As abas 240 são guiadas por um corpo de aba mecânica 245. Uma sapata afunilada 250 é provida na extremidade inferior do corpo 210 para guiar e proteger o plugue de fraturamento 200 na medida em que é abaixado para dentro do furo de poço 120. Um compartimento opcional 275 para o armazenamento de uma solução química pode também ser montado no corpo 210 ou pode ser formado integralmente no mesmo. Em uma modalidade, o compartimento 275 é formado de um material quebradiço.
[0054] Qualquer um ou ambos, o corpo 210 e o elemento de vedação 285, podem ser compostos, pelo menos parcialmente, de uma liga de magnésio dopado aqui descrito nesse documento. Além disso, os componentes de um ou ambos, o corpo 210 e o elemento de vedação 285, podem ser composto por uma ou mais ligas de magnésio dopado. Por exemplo, uma ou mais dentre a gaiola 220, a esfera 225, as abas 240, o corpo de aba mecânica 245, a sapata afunilada 250 ou o compartimento 275, pode ser formado a partir do mesmo ou de um tipo diferente de liga de magnésio dopado, sem nos afastarmos do escopo da presente divulgação. Além disso, embora os componentes de uma ferramenta de fundo de poço 100 (FIG. 1) sejam explicados aqui com referência a um plugue de fraturamento 200, outras ferramentas de fundo de poço e componentes das mesmas podem ser formados a partir de uma liga de magnésio dopado tendo as composições aqui descritas sem se afastarem do âmbito da presente divulgação.
[0055] Em algumas modalidades, as ligas de magnésio dopado formando uma porção da ferramenta de fundo de poço 100 (FIG. 1) pode ser, pelo menos parcialmente, encapsulada em um segundo material (por exemplo, uma "bainha") formada a partir de um material encapsulante capaz de proteger ou prolongar a degradação da liga de magnésio dopado (por exemplo, atrasando contato com um eletrólito). A bainha também pode servir para proteger a ferramenta de fundo de poço de vedação 100 a partir da abrasão dentro do furo de poço 120. A estrutura da bainha pode ser permeável, frangível ou de um material que é, pelo menos parcialmente removível em uma taxa desejada dentro do ambiente de furo de poço. O material encapsulante formando a bainha pode ser qualquer material capaz de uso em um ambiente do fundo de poço e, dependendo da estrutura da bainha. Por exemplo, uma bainha frangível pode quebrar na medida em que a ferramenta de fundo de poço 100 é colocada em um local desejado no furo de poço 120 ou na medida em que a ferramenta de fundo de poço 100 é atuada, se for o caso, enquanto que uma bainha permeável pode permanecer no lugar sobre o elemento de vedação 285 na medida em que constitui a vedação fluida. Tal como aqui utilizado, o termo "permeável" refere-se a uma estrutura que permite fluidos (incluindo líquidos e gases) através da mesma e não se limita a qualquer configuração particular. Materiais encapsulantes apropriados podem incluir, mas não estão limitados a, uma cera, um óleo de secagem, um poliuretano, um poliacrílico parcialmente hidrolisado reticulado, um material de silicato, um material de vidro, um material durável inorgânico, um polímero, um ácido polilático, um álcool polivinílico, um cloreto de polivinilideno, um elastômero, um material termoplástico e qualquer combinação dos mesmos.
[0056] Com referência novamente à FIG. 1, remover a ferramenta de fundo de poço 100, aqui descrita a partir do furo de poço 120, é mais rentável e menos demorado do que remover ferramentas de poços convencionais, que exigem fazer uma ou mais viagens para dentro do poço 120 com um moinho ou broca para moer gradualmente ou cortar a ferramenta. Ao invés disso, as ferramentas de fundo de poço 100 descritas aqui são removíveis ao simplesmente expor as ferramentas 100 a um fluido de eletrólito introduzido ou um fluido de eletrólito produzido (ou seja, ocorrendo naturalmente pela formação) no ambiente de fundo de poço. As descrições precedentes de modalidades específicas da ferramenta de fundo de poço 100, e os sistemas e métodos para remover a ferramenta biodegradável 100 a partir do furo de poço 120 foram apresentados para propósitos de ilustração e descrição e não são destinados a serem exaustivos ou a limitarem essa divulgação às formas precisas divulgadas. Muitas outras modificações e variações são possíveis. Em particular, o tipo de ferramenta de fundo de poço 100 ou os componentes particulares que constituem a ferramenta de fundo de poço 100 (por exemplo, o corpo e o elemento de vedação) podem ser variados. Por exemplo, em vez de um plugue de fraturamento 200 (FIG. 2), a ferramenta de fundo de poço 100 pode compreender um plugue de ponte, que é concebido para vedar o fundo de poço 120 e isolar as zonas acima e abaixo do encaixe ponte, não permitindo a comunicação fluida em ambas as direções. Alternativamente, a ferramenta de fundo de poço degradável 100 pode compreender um embalador que inclui uma válvula que pode se deslocar de modo a que o embalador pode executar como um plugue de ponte para isolar duas zonas de formação, ou a válvula que pode se deslocar pode ser aberta para permitir a comunicação fluida através da mesma. Do mesmo modo, a ferramenta de fundo de poço 100 pode compreender um plugue de limpador ou um plugue de cimento ou qualquer outra ferramenta de fundo de poço tendo uma variedade de componentes.
[0057] Embora várias modalidades tenham sido aqui mostradas e descritas, modificações podem ser feitas por um perito na técnica sem se afastar do escopo da presente divulgação. As modalidades aqui descritas são apenas exemplares e não se destinam a serem limitantes. Muitas variações, combinações e modificações das modalidades aqui descritas são possíveis e estão dentro do âmbito da divulgação. Por conseguinte, o escopo de proteção não está limitado pela descrição acima exposta, mas é definida pelas reivindicações que seguem, cujo escopo inclui todos os equivalentes da matéria das reivindicações.
[0058] Modalidades divulgadas aqui incluem Modalidade A, Modalidade B e Modalidade C.
[0059] Modalidade A: Uma ferramenta de fundo de poço que compreende: pelo menos um componente da ferramenta de fundo de poço feito de uma solução sólida de liga de magnésio dopado que degrada pelo menos parcialmente na presença de um eletrólito, em que a liga de magnésio dopado é selecionada a partir do grupo que consiste de: uma liga de magnésio dopado MG que compreende cerca de 85% a cerca de 99,95% de magnésio e cerca de 0,05% a cerca de 15% de dopante, cada um, em peso da liga de magnésio MG dopado; uma liga de magnésio dopado WE que compreende cerca de 40% a cerca de 98,95% de magnésio, cerca de 1% a cerca de 15% de metal de terra rara e cerca de 0,05% a cerca de 15% de dopante, cada um, em peso, da liga de magnésio dopado WE; uma liga de magnésio dopado AZ que compreende cerca de 57,3% a cerca de 98,85% de magnésio, cerca de 1% a cerca de 12,7% de alumínio, cerca de 0,1% a cerca de 5% de zinco e cerca de 0,05% a cerca de 15% de dopante, cada um, em peso, da liga de magnésio dopado AZ; uma liga de magnésio dopado ZK que compreende cerca de 58% a cerca de 98,95% de magnésio, cerca de 1% a cerca de 12% de zinco, cerca de 0,01% a cerca de 5% de zircônio e cerca de 0,05% a cerca de 15% de dopante, cada um, em peso, da liga de magnésio dopado ZK; uma liga de magnésio dopado AM que compreende cerca de 61% a cerca de 97,85% de magnésio, cerca de 2% a cerca de 10% alumínio, cerca de 0,1% a cerca de 4% de manganês e cerca de 0,05% a cerca de 15% de dopante, cada um, em peso, da liga de magnésio dopado AM; e qualquer combinação dos mesmos.
[0060] Modalidade B: Método, que compreende: a introdução de uma ferramenta de fundo de poço que compreende pelo menos um componente feito de uma solução sólida de liga de magnésio dopado em uma formação subterrânea; executar uma operação de fundo de poço; e degradar, pelo menos uma porção de, a solução sólida de liga de magnésio dopado na formação subterrânea por contato da solução sólida de liga de magnésio dopado com um eletrólito, em que a liga de magnésio dopado é selecionada a partir do grupo que consiste de: uma liga de magnésio dopado MG que compreende cerca de 85% a cerca de 99,95% de magnésio e cerca de 0,05% a cerca de 15% de dopante, cada um, em peso, da liga de magnésio dopado MG; uma liga de magnésio dopado WE que compreende cerca de 40% a cerca de 98,95% de magnésio, cerca de 1% a cerca de 15% de metal de terra rara, e cerca de 0,05% a cerca de 15% de dopante, cada um, em peso, da liga de magnésio dopado WE; uma liga de magnésio dopado AZ que compreende cerca de 57,3% a cerca de 98,85% de magnésio, cerca de 1% a cerca de 12,7% de alumínio, cerca de 0,1% a cerca de 5% de zinco e cerca de 0,05% a cerca de 15% de dopante, cada um, em peso, da liga de magnésio dopado AZ; uma liga magnésio dopado ZK que compreende cerca de 58% a cerca de 98,95% de magnésio, cerca de 1% a cerca de 12% de zinco, cerca de 0,01% a cerca de 5% de zircônio e cerca de 0,05% a cerca de 15% de dopante, cada um, em peso, da liga de magnésio dopado ZK; uma liga de magnésio dopado AM que compreende cerca de 61% a cerca de 97,85% de magnésio, cerca de 2% a cerca de 10% alumínio, cerca de 0,1% a cerca de 4% de manganês e cerca de 0,05% a cerca de 15% de dopante, cada um, em peso, da liga de magnésio dopado AM; e qualquer combinação dos mesmos.
[0061] Modalidade C: Um sistema que compreende: um conjunto de ferramentas conectadas a uma torre e que se prolonga através de uma superfície a um furo de poço em uma formação subterrânea; e uma ferramenta de fundo de poço conectada ao cordão de ferramentas e colocada no furo do poço, a ferramenta de fundo de poço compreende pelo menos um componente feito de uma solução sólida de liga de magnésio dopado que degrada pelo menos parcialmente, na presença de um eletrólito, em que a liga de magnésio dopado é selecionada de um grupo que consiste de: uma liga de magnésio dopado MG que compreende cerca de 85% a cerca de 99,95% de magnésio e cerca de 0,05% a cerca de 15% de dopante, cada um, em peso, da liga de magnésio dopado MG; uma liga de magnésio dopado WE que compreende cerca de 40% a cerca de 98,95% de magnésio, cerca de 1% a cerca de 15% de metal de terra rara e cerca de 0,05% a cerca de 15% de dopante, cada um, em peso, da liga de magnésio dopado WE; uma liga de magnésio dopado AZ que compreende cerca de 57,3% a cerca de 98,85% de magnésio, cerca de 1% a cerca de 12,7% de alumínio, cerca de 0,1% a cerca de 5% de zinco e cerca de 0,05% a cerca de 15% de dopante, cada um, em peso, do liga de magnésio dopado AZ; uma liga de magnésio dopado ZK que compreende cerca de 58% a cerca de 98,95% de magnésio, cerca de 1% a cerca de 12% de zinco, cerca de 0,01% a cerca de 5% de zircônio e cerca de 0,05% a cerca de 15% de dopante, cada um, em peso, da liga de magnésio dopado ZK; uma liga de magnésio dopado AM que compreende cerca de 61% a cerca de 97,85% de magnésio, cerca de 2% a cerca de 10% alumínio, cerca de 0,1% a cerca de 4% de manganês e cerca de 0,05% a cerca de 15% de dopante, cada um, em peso, da liga de magnésio dopado AM; e qualquer combinação dos mesmos.
[0062] Cada uma das Modalidades A, B e C pode ter um ou mais dos seguintes elementos adicionais em qualquer combinação:
[0063] Elemento 1: Em que o dopante é selecionado a partir do grupo que consiste em ferro, cobre, níquel, crômio, cobalto, carbono, prata, ouro, paládio, e qualquer combinação dos mesmos.
[0064] Elemento 2: Em que a liga de magnésio dopado é selecionada a partir do grupo que consiste de liga de magnésio dopado MG, a liga de magnésio dopado WE, liga de magnésio dopado AZ, liga de magnésio dopado ZK, liga de magnésio dopado AM e qualquer combinação dos mesmos, e compreende ainda um material suplementar presente numa quantidade de menos do que cerca de 10%, em peso, da liga de magnésio dopado.
[0065] Elemento 3: Em que a liga de magnésio dopado é selecionada a partir do grupo que consiste de liga de magnésio dopado MG, a liga de magnésio dopado WE, liga de magnésio dopado AZ, liga de magnésio dopado ZK, liga de magnésio dopado AM e qualquer combinação dos mesmos e compreende 0,5% a 5% de dopante.
[0066] Elemento 4: Em que o metal de terra rara na liga de magnésio dopado WE é selecionado a partir do grupo consistindo em escândio, lantânio, cério, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio, gadolínio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio, lutécio, ítrio e qualquer combinação dos mesmos.
[0067] Elemento 5: Em que a liga de magnésio dopado WE compreende 86,6% a 90,6% de magnésio, cerca de 4% de ítrio de metal terra rara, cerca de 4% de metal das terras raras que não é ítrio, 1% a cerca de 5% de dopante selecionado a partir do grupo que consiste em ferro, níquel, cobre e qualquer combinação dos mesmos, e cerca de 0,4% de material suplementar de zircônio, cada um, em peso, da liga de magnésio dopado WE.
[0068] Elemento 6: Em que a liga de magnésio dopado AZ compreende 3% a 10% de alumínio.
[0069] Elemento 7: Em que a liga de magnésio dopado AZ compreende 0,01 a 3% de zinco.
[0070] Elemento 8: Em que a liga de magnésio dopado AZ compreende 3% a 10% de alumínio e 0,01% a 3% de zinco.
[0071] Elemento 9: em que a liga de magnésio dopado AZ compreende cerca de 88,5% de magnésio, cerca de 9% de alumínio, cerca de 0,7% de zinco, 1% a cerca de 5% de dopante selecionado a partir do grupo que consiste em ferro, níquel, cobre, e qualquer combinação dos mesmos, cerca de 0,2% de material suplementar de manganês e cerca de 0,3% material suplementar de zinco, cada um, em peso, da liga de magnésio dopado AZ.
[0072] Elemento 10: em que a liga de magnésio dopado AZ compreende cerca de 94,5% de magnésio, cerca de 3% de alumínio, cerca de 1% de zinco, 1% a cerca de 5% de dopante selecionado a partir do grupo que consiste em ferro, níquel, cobre e qualquer combinação dos mesmos e cerca de 0,3% de material suplementar de manganês, cada um, em peso, da liga de magnésio dopado AZ.
[0073] Elemento 12: Em que a liga de magnésio dopado ZK compreende de 3% a 8% de zinco.
[0074] Elemento 12: Em que a liga de magnésio dopado ZK compreende cerca de 91,7% de magnésio, cerca de 5,9% de zinco, cerca de 0,2% de zircônio e cerca de 2% de agente dopante selecionado do grupo que consiste em cobre, níquel, ferro e qualquer combinação dos mesmos, cada um em peso da liga de magnésio dopado ZK.
[0075] Elemento 13: Em que a liga de magnésio dopado ZK compreende cerca de 89,9% de magnésio, cerca de 3,2% de zinco, cerca de 0,6% de zircônio e cerca de 6,3% de agente dopante selecionado do grupo que consiste em cobre, níquel, ferro e qualquer combinação dos mesmos, cada um em peso da liga de magnésio dopado ZK.
[0076] Elemento 14: em que a liga de magnésio dopado AM compreende cerca de 91,4% de magnésio, cerca de 6% de alumínio, cerca de 0,2% de manganês, cerca de 2% de dopante selecionado a partir do grupo que consiste em ferro, níquel, cobre e qualquer combinação dos mesmos, cerca de 0,2% de material suplementar de silício e cerca de 0,2% material suplementar de zinco, cada um, em peso, da liga de magnésio dopado AM.
[0077] Elemento 15: em que a ferramenta de fundo de poço é selecionada a partir do grupo que consiste em um dispositivo de isolamento de poço, uma ferramenta de realização, uma ferramenta de perfilagem, uma ferramenta de teste, uma ferramenta slickline, uma ferramenta de cabeamento, uma ferramenta autônoma, uma ferramenta de perfuração transportada por tubo e qualquer combinação dos mesmos.
[0078] Elemento 16: Em que a ferramenta no fundo do poço é um dispositivo de isolamento de furo de poço, o dispositivo de isolamento do furo de poço sendo um plugue de fraturamento ou uma esfera de fraturamento.
[0079] Elemento 17: em que o pelo menos um componente é selecionado a partir do grupo que consiste em um mandril de um empacotador ou plugue, um anel espaçador, um deslizamento, uma cunha, um anel de retenção, um limitador de extrusão ou sapata de backup, uma sapata de mula, uma esfera, uma chapeleta, um assento de esfera, uma luva, um alojamento de arma de perfuração, um dardo de cimento, um dardo limpador, um elemento de vedação, uma cunha, um bloco de deslizamento, uma ferramenta de perfilagem, um alojamento, um mecanismo de liberação, uma ferramenta de bombeamento, um plugue de dispositivo de controle de fluxo de entrada, um plugue de dispositivo de controle de fluxo de entrada autônomo, um acoplamento, um conector, um suporte, um compartimento, uma gaiola, um corpo de deslizamento, uma sapata afunilada e qualquer combinação dos mesmos.
[0080] Elemento 18: Em que pelo menos uma porção da solução sólida de liga de magnésio dopado é degradável após contato com um eletrólito e o eletrólito é selecionado do grupo constituído por um eletrólito introduzido na formação subterrânea, um eletrólito produzido pela formação subterrânea e qualquer combinação dos mesmos.
[0081] Elemento 19: Em que a ferramenta de fundo de poço é utilizada numa operação de fundo de poço, a operação de fundo de furo é selecionada a partir do grupo que consiste em uma operação de estímulo, uma operação de acidificação, uma operação ácido-fratura, uma operação de controle de areia, uma operação de fratura, uma operação de embalagem de Fratura, uma operação de retificação, uma operação de perfuração, uma operação de consolidação de quase furo de poço, uma operação de perfilagem, uma operação de realização e qualquer combinação dos mesmos.
[0082] A título de exemplo não limitativo, exemplos de combinações aplicáveis às Modalidades A, B e/ou C incluem: 1, 2, e 6; 14, 15, 17 e 19; 3, 5, 9, e 10; 12, 13, 16, 18 e 19; 4, 9 e 11; 2, 5, 6, 8, e 15; e similares.
[0083] Para facilitar uma melhor compreensão das modalidades da presente divulgação, o seguinte exemplo é dado. De forma alguma os seguintes exemplos devem ser compreendidos como limitando ou definindo o escopo da divulgação.
[0084] Neste exemplo, a taxa de degradação de uma liga de magnésio AZ dopada, como aqui descrito, foi comparada com a taxa de degradação de liga de magnésio AZ não-dopada. Especificamente, cada uma das ligas de magnésio AZ dopadas e não dopadas foram colocados numa solução de eletrólito a 3% de cloreto de sódio em água fresca e incubada a cerca de 38 °C (100 °F) ou colocada em uma solução de eletrólito de 15% de cloreto de sódio em água fresca e incubada a cerca de 93 °C (200 °F) para determinar a taxa de dissolução (ou seja, degradação). A taxa de dissolução foi medida ao determinar a porcentagem de perda de massa para cada uma dentre a liga de magnésio AZ dopada e a liga de magnésio AZ não-dopada e foram medidas até que as medições da massa já não possam ser alcançadas. A liga de magnésio AZ não-dopada era composta de 90,5% de magnésio, 9% de alumínio e 0,5% de zinco. A liga de magnésio AZ dopada era composta por 90,45% de magnésio, 9% de alumínio, 0,5% de zinco, e 0,05% de dopante de ferro. Os resultados estão ilustrados na FIG. 3.
[0085] Como mostrado, a taxa de degradação da liga de magnésio AZ dopada foi mais rápida do que os equivalentes de liga de magnésio de AZ não-dopada, em ambas as condições testadas. Por exemplo, na solução de eletrólito a 3% a cerca de 38 °C, após o decurso de cerca de 24 horas, a liga de magnésio AZ não-dopada perdeu cerca de 63% da sua massa e a liga de magnésio AZ dopada perdeu cerca de 75% da sua massa; da mesma forma após o decurso de cerca de 32 horas (1,3 dias), a liga de magnésio AZ não- dopada perdeu cerca de 80% da sua massa enquanto que a liga de magnésio AZ dopada perdeu cerca de 90% da sua massa. Com relação à solução de eletrólito a 15% em cerca de 93 °C, após o decurso de cerca de 8 horas, a liga de magnésio AZ não-dopada perdeu cerca de 45% da sua massa e a liga de magnésio AZ dopada perdeu cerca de 72% da sua massa; da mesma forma após o decurso de cerca de 12 horas, a liga de magnésio AZ não-dopada perdeu cerca de 64% da sua massa enquanto que a liga de magnésio AZ dopada perdeu cerca de 89% da sua massa.
[0086] Portanto, os sistemas e métodos divulgados são bem adaptados para atingir as finalidades e vantagens mencionadas, assim como aquelas que são inerentes a ela. As modalidades particulares divulgadas acima são ilustrativas apenas, pois os ensinamentos da presente divulgação podem ser modificados e colocados em prática de maneiras diferentes, porém equivalentes, aparentes aos versados na técnica tendo o benefício dos ensinamentos deste documento. Além disso, não há limitações destinadas aos detalhes de construção aqui apresentados ou desenho, exceto tal como descrito nas reivindicações abaixo. Portanto, é evidente que as modalidades ilustrativas particulares divulgadas acima podem ser alteradas, combinadas ou modificadas e todas essas variações são consideradas dentro do escopo da presente divulgação. Os sistemas e métodos ilustrativamente divulgados aqui apropriadamente podem ser praticados na ausência de qualquer elemento que não é divulgado especificamente aqui e/ou qualquer elemento opcional divulgado aqui. Embora as composições e métodos tenham sido descritos em termos de “compreendendo”, “contendo”, ou “incluindo” vários componentes ou etapas, as composições e os métodos também podem “consistir essencialmente em” ou “composto por” os vários componentes e etapas. Todos os números e intervalos divulgados acima podem variar de acordo com alguma quantia. Sempre que uma faixa numérica, com um limite inferior e um limite superior é divulgada, qualquer número e qualquer intervalo incluído caindo dentro da faixa é especificamente divulgado. Em particular, cada faixa de valores (da forma “de cerca de” a “a cerca de b”, ou, de modo equivalente, “a partir de cerca de a a b,” ou, de modo equivalente, “de aproximadamente a a b”) aqui divulgada deve ser entendida para ser estabelecido cada número e intervalo englobados dentro da faixa mais ampla de valores. Além disso, os termos nas reivindicações têm seu significado claro, ordinário, salvo se outra forma explícita e claramente definida pelo titular da patente. Além disso, os artigos indefinidos “um” ou “uma”, como utilizado nas reivindicações, são aqui definidos para significar um ou mais do que um dos Elementos que se introduz. Se houver qualquer conflito nos usos de uma palavra ou um termo neste relatório descritivo e uma ou mais patentes ou outros documentos que podem ser incorporados aqui por referência, as definições que são consistentes com este relatório descritivo devem ser adotadas.
Claims (19)
1. Ferramenta de fundo de poço, caracterizada pelo fato de que compreende: pelo menos um componente da ferramenta de fundo de poço feito de uma ou mais soluções sólidas de liga de magnésio dopada que degrada pelo menos parcialmente na presença de um eletrólito, em que as uma ou mais soluções sólidas de liga de magnésio dopada são selecionadas a partir do grupo que consiste de: (i) uma liga de magnésio dopada WE que compreende entre 88% e 95% de magnésio em peso da liga de magnésio dopada WE, entre 3% e 5% de ítrio em peso da liga de magnésio dopada WE, entre 2% e 5% de metal de terras raras, e entre 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio dopada WE; em que o metal das terras raras é selecionado do grupo que consiste de escândio, lantânio, cério, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio, gadolínio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio, lutécio e qualquer combinação dos mesmos; e em que o dopante é selecionado do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos; (ii) uma liga de magnésio dopada AZ que compreende entre 87% e 97% de magnésio em peso da liga de magnésio dopada AZ, entre 3% e 10% de alumínio em peso da liga de magnésio dopada AZ, entre 0,3% e 3% de zinco em peso da liga de magnésio dopada AZ, e entre 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio dopada AZ; e em que o dopante é selecionado do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos; (iii) uma liga de magnésio dopada ZK que compreende entre 88% e 96% de magnésio em peso da liga de magnésio dopada ZK, entre 2% e 7% de zinco em peso da liga de magnésio dopada ZK, entre 0,45% e 3% de zircônio em peso da liga de magnésio dopada ZK, e entre 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio dopada ZK; e em que o dopante é selecionado do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos; e (iv) uma liga de magnésio dopada AM que compreende entre 87% e 97% de magnésio em peso da liga de magnésio dopada AM, entre 2% e 10% de alumínio em peso da liga de magnésio dopada AM, entre 0,3% e 4% de manganês em peso da liga de magnésio dopada AM, e entre 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio dopada AM; e em que o dopante é selecionado a partir do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos.
2. Ferramenta de fundo de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que é selecionada a partir do grupo que consiste de um dispositivo de isolamento de furo de poço, uma ferramenta de completação, uma ferramenta de perfuração, uma ferramenta de teste, uma ferramenta slickline, uma ferramenta de cabeamento, uma ferramenta autônoma, uma ferramenta de perfuração transportada por tubo e qualquer combinação dos mesmos.
3. Ferramenta de fundo de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as uma ou mais soluções sólidas de liga de magnésio dopada consistem de liga de magnésio WE dopada compreendendo entre 88% e 95% de magnésio em peso da liga de magnésio WE dopada, entre 3% e 5% de ítrio em peso da liga de magnésio WE dopada, entre 2% e 5% de um metal de terras raras e entre 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio WE dopada; em que o metal das terras raras é selecionado do grupo que consiste de escândio, lantânio, cério, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio, gadolínio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio, lutécio e qualquer combinação dos mesmos; e em que o dopante é selecionado a partir do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos.
4. Ferramenta de fundo de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as uma ou mais soluções sólidas de liga de magnésio dopada consistem de liga de magnésio AZ dopada compreendendo entre 87% e 97% de magnésio em peso da liga de magnésio AZ dopada, entre 3% e 10% de alumínio em peso da liga de magnésio AZ dopada, entre 0,3% e 3% de zinco em peso da liga de magnésio AZ dopada e entre 0,05% e 5% de dopante em peso do liga de magnésio AZ dopada; e em que o dopante é selecionado a partir do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos.
5. Ferramenta de fundo de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as uma ou mais soluções sólidas de liga de magnésio dopada consistem de liga de magnésio ZK dopada compreendendo entre 88% e 96% de magnésio em peso da liga de magnésio ZK dopada, entre 2% e 7% de zinco em peso da liga de magnésio ZK dopada, entre 0,45% e 3% de zircônio em peso da liga de magnésio ZK dopada e entre 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio ZK dopada; e em que o dopante é selecionado a partir do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos.
6. Ferramenta de fundo de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as uma ou mais soluções sólidas de liga de magnésio dopada consistem de liga de magnésio AM dopada compreendendo entre 87% e 97% de magnésio em peso da liga de magnésio AM dopada, entre 2% e 10% de alumínio em peso da liga de magnésio AM dopada, entre 0,3% e 4% de manganês em peso da liga de magnésio AM dopada e entre 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio AM dopada; e em que o dopante é selecionado a partir do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos.
7. Ferramenta de fundo de poço de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a ferramenta de fundo de poço é um dispositivo de isolamento de furo de poço selecionado a partir de um tampão de fraturamento e uma esfera de fraturamento.
8. Ferramenta de fundo de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um componente é selecionado do grupo que consiste de um mandril de um empacotador ou tampão, um anel espaçador, uma cunha, uma cunha, um anel retentor, um limitador de extrusão ou sapata de apoio, uma sapata mula, uma esfera, uma aba pendente, um assento de esfera, uma luva, um alojamento de canhão de canhoneio, um dardo de cimento, um dardo limpador, um elemento de vedação, uma cunha, um bloco deslizante, uma ferramenta de perfilagem, um alojamento, um mecanismo de liberação, uma ferramenta de bombeamento, um plugue de dispositivo de controle de entrada, um plugue de dispositivo de controle de entrada autônomo, um acoplamento, um conector, um suporte, um invólucro, uma gaiola, um corpo deslizante, uma sapata cônica e qualquer combinação dos mesmos.
9. Ferramenta de fundo de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a solução sólida de liga de magnésio dopada exibe uma taxa de degradação na faixa de 1 mg/cm2 e 2000 mg/cm2 por uma hora em um fluido aquoso de cloreto de potássio a 15% e a uma temperatura de 93°C.
10. Ferramenta de fundo de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a solução sólida de liga de magnésio dopada exibe uma taxa de degradação na faixa de 1% e 100% da massa total da liga de magnésio por 24 horas em um cloreto de potássio a 3% fluido aquoso e a uma temperatura de 93°C.
11. Método de utilização de uma ferramenta de fundo de poço, caracterizado pelo fato de compreender: introduzir uma ferramenta de fundo de poço compreendendo pelo menos um componente feito de uma ou mais soluções sólidas de liga de magnésio dopada em uma formação subterrânea, em que as uma ou mais soluções sólidas de liga de magnésio dopada são selecionadas do grupo que consiste de: (i) uma liga de magnésio WE dopada compreendendo entre 88% e 95% de magnésio em peso da liga de magnésio WE dopada, entre 3% e 5% de ítrio em peso da liga de magnésio WE dopada, entre 2% e 5% de um metal de terras raras e 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio WE dopada; em que o metal das terras raras é selecionado do grupo que consiste de escândio, lantânio, cério, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio, gadolínio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio, lutécio e qualquer combinação dos mesmos; e em que o dopante é selecionado do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos; (ii) uma liga de magnésio AZ dopada compreendendo entre 87% e 97% de magnésio em peso da liga de magnésio AZ dopada, entre 3% e 10% de alumínio em peso da liga de magnésio AZ dopada, entre 0,3% e 3% de zinco em peso da liga de magnésio AZ dopada, e entre 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio AZ dopada; e em que o dopante é selecionado do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos; (iii) uma liga de magnésio ZK dopada compreendendo entre 88% e 96% de magnésio em peso da liga de magnésio ZK dopada, entre 2% e 7% de zinco em peso da liga de magnésio ZK dopada, entre 0,45% e 3% de zircônio em peso da liga de magnésio ZK dopada, e entre 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio ZK dopada; e em que o dopante é selecionado do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos; e (iv) uma liga de magnésio AM dopada compreendendo entre 87% e 97% de magnésio em peso da liga de magnésio AM dopada, entre 2% e 10% de alumínio em peso da liga de magnésio AM dopada, entre 0,3% e 4% de manganês em peso da liga de magnésio AM dopada, e entre 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio AM dopada; e em que o dopante é selecionado do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos; executar uma operação de fundo de poço; e degradar pelo menos uma porção das uma ou mais soluções sólidas de liga de magnésio dopada na formação subterrânea pelo contato das uma ou mais soluções sólidas de liga de magnésio dopada com um eletrólito.
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que as uma ou mais soluções sólidas de liga de magnésio dopada consistem de liga de magnésio WE dopada compreendendo entre 88% e 95% de magnésio em peso da liga de magnésio WE dopada, entre 3% e 5% de ítrio em peso da liga de magnésio WE dopada, entre 2% e 5% de um metal de terras raras e 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio WE dopada; em que o metal das terras raras é selecionado do grupo que consiste de escândio, lantânio, cério, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio, gadolínio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio, lutécio e qualquer combinação dos mesmos; e em que o dopante é selecionado a partir do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos.
13. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que as uma ou mais soluções sólidas de liga de magnésio dopada consistem de liga de magnésio dopada AZ compreendendo entre 87% e 97% de magnésio em peso da liga de magnésio dopada AZ, entre 3% e 10% de alumínio em peso da liga de magnésio dopada AZ, entre 0,3% e 3% de zinco em peso da liga de magnésio dopada AZ e entre 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio AZ dopada; e, o dopante é selecionado a partir do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos.
14. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que as uma ou mais soluções sólidas de liga de magnésio dopada consiste de liga de magnésio ZK dopada compreendendo entre 88% e 96% de magnésio em peso da liga de magnésio ZK dopada, entre 2% e 7% de zinco em peso da liga de magnésio ZK dopada, entre 0,45% e 3% de zircônio em peso da liga de magnésio ZK dopada e entre 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio ZK dopada; e, o dopante é selecionado a partir do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos.
15. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que as uma ou mais soluções sólidas de liga de magnésio dopada consistem de liga de magnésio AM dopada compreendendo entre 87% e 97% de magnésio em peso da liga de magnésio AM dopada, entre 2% e 10% de alumínio em peso da liga de magnésio dopada, entre 0,3% e 4% de manganês em peso da liga de magnésio dopada AM e entre 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio AM dopada; e, o dopante é selecionado a partir do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos.
16. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o eletrólito é selecionado do grupo que consiste de um eletrólito introduzido na formação subterrânea, um eletrólito produzido pela formação subterrânea e qualquer combinação dos mesmos.
17. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a operação de fundo de poço é selecionada a partir do grupo que consiste de uma operação de estimulação, uma operação de acidificação, uma operação de fraturamento com ácido, uma operação de controle de areia, uma operação de fraturamento, uma operação remédio, uma operação de canhoneio, uma operação de consolidação perto do poço, uma operação de perfuração, uma operação de completação e qualquer combinação das mesmas.
18. Sistema de utilização de uma ferramenta de fundo de poço, caracterizado pelo fato de que compreende: uma coluna de ferramentas conectada a um guindaste e que se prolonga através de uma superfície para dentro de um poço de uma formação subterrânea; e, uma ferramenta de fundo de poço ligada ao cordão de ferramentas e colocada no furo do poço, a ferramenta de fundo de poço compreende pelo menos um componente feito de uma ou mais soluções sólidas de liga de magnésio dopada que degrada pelo menos parcialmente na presença de um eletrólito, em que as uma ou mais soluções sólidas de liga de magnésio dopada são selecionadas a partir do grupo que consiste de: (i) uma liga de magnésio WE dopada, em que a liga de magnésio WE dopada compreende entre 88% e 95% de magnésio em peso da liga de magnésio WE dopada, entre 3% e 5% de ítrio em peso da liga de magnésio WE dopada, entre 2% e 5% de um metal de terras raras e 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio WE dopada; em que o metal das terras raras é selecionado do grupo que consiste de escândio, lantânio, cério, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio, gadolínio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio, lutécio e qualquer combinação dos mesmos; e em que o dopante é selecionado do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos; (ii) uma liga de magnésio AZ dopada, em que a liga de magnésio AZ dopada compreende entre 87% e 97% de magnésio em peso da liga de magnésio AZ dopada, entre 3% e 10% de alumínio em peso da liga de magnésio AZ dopada, entre 0,3% e 3% de zinco em peso da liga de magnésio AZ dopada, e entre 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio AZ dopada; e em que o dopante é selecionado do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos; (iii) uma liga de magnésio ZK dopada, em que a liga de magnésio ZK dopada compreende entre 88% e 96% de magnésio em peso da liga de magnésio ZK dopada, entre 2% e 7% de zinco em peso da liga de magnésio ZK dopada, entre 0,45% e 3% de zircônio em peso da liga de magnésio ZK dopada, e entre 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio ZK dopada; e em que o dopante é selecionado do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos; e (iv) uma liga de magnésio AM dopada, em que a liga de magnésio AM dopada compreende entre 87% e 97% de magnésio em peso da liga de magnésio AM dopada, entre 2% e 10% de alumínio em peso da liga de magnésio AM dopada, entre 0,3% e 4% de manganês em peso da liga de magnésio AM dopada, e entre 0,05% e 5% de dopante em peso da liga de magnésio AM dopada; e em que o dopante é selecionado a partir do grupo que consiste de ferro, cobre, níquel, estanho, cromo, cobalto, cálcio, lítio, prata, ouro, paládio e qualquer combinação dos mesmos.
19. Sistema de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de fundo de poço é selecionada a partir do grupo que consiste de um dispositivo de isolamento de furo de poço, uma ferramenta de completação, uma ferramenta de perfuração, uma ferramenta de teste, uma ferramenta de cabo liso, uma ferramenta de cabo de aço, uma ferramenta autônoma, uma ferramenta de canhoneio de tubo transportado e qualquer combinação das mesmas.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 30/06/2015, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |